概要: 3Dプリント製品と従来の製造製品とのギャップ

この記事は、Mohou.comのセールスディレクターであるYan Xiangping氏によってAntarctic Bearに寄稿されました。

△ 作家ヤン・シャンピンと魔法の猿による3Dプリント作品

私は長い間 3D プリント業界で働いてきました。この間、私が遭遇した最も一般的な質問は、3D プリントされた製品は従来の製造製品のように印刷後すぐに使用できるかどうかでした。ほとんどの人は、3D プリントされた製品はすぐに製造できると認めていますが、3D プリントされた製品が実際の生活で使用できるかどうかについては非常に懐疑的です。いくつかの 3D プリント製品を見た後、驚いた人もいれば、落胆した人もいました。一方では、3D プリント製品の価格は依然として高いままであり、他方では、3D プリント製品の性能は従来の製品に比べてはるかに劣っています。しかし、消費者は3Dプリントに馴染みがないため、3Dプリント製品の詳細を理解することは困難です。

国の政策による強力な支援と多くの伝統産業の3Dプリント産業への転換、そして市場開拓のための多くの宣伝とプロモーション活動により、3Dプリント産業は2016年に急速な発展を遂げました。これにより、ますます多くの企業や個人が徐々に 3D プリンティングに触れるようになりましたが、ほとんどの人は、現在でも 3D プリンティングはプロトタイプ製品や小ロット生産でのみ広く認知されており、最終製品にはまだまだ遠いと考えています。
このため、3D プリント業界の実務家として、3D プリント製品について声を上げることが必要です。

近年、3D プリント技術は広く一般に知られるようになりました。1 つの印象は、3D プリント技術が謎に包まれており、ブラックテクノロジーと呼ばれていることです。もう 1 つの印象は、最も一般的で普及している FDM デスクトッププリンターが 3D を単なるおもちゃと呼び、大きな用途がないということです。その理由は、3Dプリンティングが業界の発展の両極端にあるためです。一方では、業界はより一般の人々に近い低価格のFDMデスクトッププリンターを推進したいと考えています。したがって、一般の人々が最もよく目にするのは、3Dプリンティングデスクトップマシンと製品です。その結果、産業グレードの 3D プリンターで印刷された製品の精度と性能が消費者にほとんど知られることがありません。このため、3D プリンティングは、新しい製品を作成するために使用できる資産ではなく、一般の人々から依然としておもちゃと見なされています。一方、ハイテク航空宇宙、防衛、軍事企業で使用されています。3Dプリント成形プロセスは製造コストと使用する設備が異なるため、一般大衆は現在、ハイエンドの金属設備を理解してアクセスする機会がほとんどなく、これもまた大衆に神秘的なベールの印象を与えています。もちろん、大衆に最も近いものの、少し遠いようにも思える別の種類のアプリケーション、つまり産業用アプリケーションもあります。消費者である私たちにとって、工業用 3D プリンターの製品製造プロセスのあらゆる側面を理解し、精通する機会はめったにないため、3D プリンティングは身近であると同時に遠い存在のように感じられます。

結局のところ、3D プリンティング業界はまだ発展の初期段階にあり、業界全体でも将来の応用方向と全体的なビジネス開発モデルを模索しているところです。これに基づいて、工業製品製造と伝統産業製品製造の簡単な比較と分析が行われます。

私たちが日常生活で最も多く触れる製品の素材は、基本的にプラスチックと金属の2つの素材で作られています。以下は、この2つの素材で作られた製品の分析と比較です。

1. まず、伝統的な製造業についてお話しましょう

私たちが日常生活で使う物のほとんどは、プラスチック製であれ金属製であれ、金型を作ることで大量生産されています。使用される材料も、射出成形、鍛造、鋳造、金型複製といった伝統的な製造工程に従って作られています。

プラスチック製品:
プラスチックの大量生産プロセスは、一般的に射出成形と複合成形です。射出成形と複合成形はどちらも非常に成熟した生産プロセスです。射出成形は数十年にわたる成熟した発展の歴史を持ち、上流と下流の産業チェーンは非常に完成しており、さまざまな材料の射出成形プロセスも非常に成熟しています。市場の応用需要は非常に幅広く、日常生活のニーズを満たすために多くの材料が生み出されてきました。射出成形用材料は、接着剤や遮光剤を加えたり、他の材料を混ぜたりして材料の総合的な特性を調整することで、さまざまな日用品に加工することができます。製品が製造された後、着色、電気メッキ、ウォーターデカール、ニススプレーなどの後処理工程を経る必要があり、処理が完了した後にのみ最終製品として消費者に届けられます。
一般的に、伝統的な製造プロセスによるプラスチック製品は、豊富な材料、完璧な製造プロセス、完全な産業チェーンにより、現在、生産コストが最も低く、全体的なパフォーマンスが最も優れています。

金属製品:

金属製品の大量生産プロセスには、一般的に鋳造、鍛造、切削などの方法が含まれます。鋳造と手鍛造はどちらも数千年の歴史があり、機械鍛造と切削（CNC）プロセスも数十年にわたる開発の歴史があります。伝統的な生産技術に準拠した金属材料は粉末とブロックの形状をしており、同時に製品の性能要件を満たすための完全なサポート産業チェーンを備えており、さまざまな後処理技術が非常に完備しています。伝統的な生産技術を使用して作られた金属製品は、日常生活で広く使用されています。
一般的に、伝統工芸で作られた金属製品は、長い歴史、成熟した職人技、それを支える産業チェーン、さまざまな後処理技術により、生産コストが低く、性能が優れています。

2. 3Dプリントについてお話しましょう
3D プリント製品は現在、製品の試作、小ロット生産、複雑な製品の製造において大きな利点がありますが、ほとんどの製品は現時点では部品として直接使用することはできません。現在広く使用されている 3D 印刷プロセスには、FDM、SLA、SLS、SLM などがあります。

プラスチック製品:
プラスチック製品の主な 3D 印刷プロセスは、FDM (熱溶解積層法)、SLA (光造形法)、SLS (レーザー焼結法) です。現在、印刷をサポートする主な材料は、PLA、感光性樹脂、ナイロン、ナイロンプラスガラス繊維、ABSなどです。市場にはPEやPPなどの材料もありますが、その応用はまだ十分に成熟していません。現在、3Dプリントされたプラスチック材料は、3Dプリントされた後に直接加工され、後処理されています。この伝統的に製造された製品は、ほぼ同じ方法で加工されます。しかし、成形工程が異なるため、生産されるプラスチック製品のほとんどは従来製造された製品とはかけ離れており、そのほとんどはそのまま使用することができません。しかし、3D プリントされたプラスチック部品は、その高精度と迅速な生産により、従来のプロトタイプ製造プロセスに徐々に取って代わりつつあります。市場が徐々に拡大するにつれて、今後はますます多くのプラスチック素材が登場するでしょう。

一般的に、3D プリントされたプラスチック製品の性能は、従来の製造プロセスで製造された製品に比べてまだはるかに劣っていますが、高精度、高速製造、低コストなどの利点があるため、現在は従来の製造プロセスとよく一致しています。

金属製品:

金属製品の主な 3D プリントプロセスは、SLS (選択的レーザー焼結)、SLM (レーザー溶融成形)、EBM (電子急速溶融成形) などです。通常、直接印刷された金属部品の表面は比較的粗いため、サンドブラスト、研磨、後処理などの処理が必要です。これらのプロセスと手順を経て、最終的に製品は納品され、使用されます。 3D プリントされた金属は、特に従来のプロセスでは処理が困難または不可能な複雑な部品を一度に形成できます。現在、3Dプリント金属部品は航空宇宙、自動車、国防、軍事産業で広く使用されており、主な用途はハイテクおよびハイテク産業分野です。企業市場と民間市場は現在、徐々に発展段階にあり、金属 3D プリントは将来的にさらに大きな発展の機会をもたらすでしょう。

現時点では金属 3D プリント製品の性能は従来の鋳造や鍛造に比べて若干劣りますが、技術の発展と進歩により、将来の製品の性能は徐々に従来の方法で製造された金属部品の性能に近づくか、それを上回るようになるでしょう。

一般的に、3Dプリント金属はまだ開発の初期段階にあり、急速に発展しているものの、爆発的な普及には至っていません。金属の 3D プリントにはまだ多くの欠陥がありますが、印刷されたオブジェクトのほとんどは、依然として生産に直接使用できます。

3. 3D プリントは従来の製造方法とどの程度異なりますか?

上記の簡単な紹介を通じて、従来の製造方法と 3D プリント製造方法の長所と短所を理解しました。技術自体と材料の限界により、ほとんどの3Dプリント製品は従来の方法で製造された製品の性能を達成できないことがわかりました。そのため、材料の種類やプロセスのレベルと従来の製造製品の間には大きなギャップがあります。一般的に、現在の 3D プリンティング業界は、材料の種類とプロセスレベルという 2 つの主な点で従来の製造製品とは異なります。

1. 材質の種類:
使用される材料の種類は主に 3D プリントで、その用途は現時点では非常に限られており、一方、従来の製造業で使用される材料は数万種類に上ります。このため、現在の 3D 業界の応用は広まっておらず、従来の製造製品が日常生活に直接適用されるという要件を満たすにはまだまだ遠い状況です。現在最も広く使用されている材料は PLA と感光性樹脂であり、これら 2 つの材料の適用範囲は比較的限られています。伝統的な材料は異なります。私たちの生活の中の何千もの商品は、基本的に異なる材料または材料の混合物で作られており、生活のニーズに大きく応えています。

3D プリント業界の発展に伴い、ますます多くの 3D プリント材料が開発され、業界ではこれらの材料を適用する試みもますます増えています。将来、材料には大きな進歩があると信じています。何千もの製品の性能要件を満たすことができる何千もの種類の材料が存在するでしょう。

2.技術レベル：
技術レベルは主に、各種の伝統的な製造プロセスが比較的成熟していること、各種の産業チェーンが比較的整っていること、後処理プロセスと各種の設備が完備していること、材料価格が比較的低いことに反映されており、そのため、高性能の製品を容易かつ迅速に大量生産することが可能です。一般的に、従来の製造業は現在、最も生産コスト効率が高いです。 3D プリント業界はまだ発展の初期段階にあり、歴史も比較的浅く、技術自体にはまだまだ改善と探求の余地があります。特に、産業チェーンは未だ不完全であり、支援設備や施設も完備されておらず、人材も不足しています。 3Dプリント業界が技術を成熟させるには長いプロセスが必要であり、その過程で産業チェーンは徐々に改善され、必然的に生産方法の調整につながります。これらはすべて時間の問題です。

上記の分析に基づくと、近い将来、3D プリント製品は、従来の技術で製造された製品と同様に、私たちの日常生活に直接適用できるようになると予測できます。 3D プリンティング業界は、産業チェーンの継続的な改善と技術レベルの革新を通じて、必然的に人間のライフスタイルに大きな変化をもたらすでしょう。

あらゆる分野の人々がアイデアを共有し、交換することを歓迎します。私はいくつかのアイデアを提示しているだけなので、批判していただいても結構です。
著者: Yan Xiangping、Mohou.com セールスディレクター WeChat ID: 772812542

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